梅山采矿技术讲座.ppt

金属矿山地下开采现状与新技术 孙豁然 sunhr@mail.neu.edu.cn 主要内容 一、国内外采矿技术发展趋势 1.国外采矿技术发展趋势 为提高劳动生产力、降低成本，采矿设备大型化、大型无轨设备和辅助设备自动化将是21世纪金属采矿发展的目标，非炸药爆破方式破碎矿岩的连续化开采将取代各种半连续开采，采矿工艺将逐渐适应各矿体特点，岩石力学将进一步发展，信息等高新技术将在采矿过程中得到迅速应用，矿山采矿系统将向自动化、智能化发展。 一、国内外采矿技术发展趋势 1.国外采矿技术发展趋势 在地下采矿方面，近20年国外地下采矿技术发展迅速，矿山机械化促进了采矿工艺的变革与发展，世界上一些采矿发达国家基本上实现了集中、强化开采和规模化经营，目前以铲运机为核心的无轨采矿设备及其工艺、连续出矿设备及其工艺是当今地下采矿技术发展的主流。连续采矿技术方面研制了移动式采矿机；针对薄脉矿开采开发了联合凿岩台车；针对深井开采，南非开发应用了利用充填、水力支柱、水射流清理、水力凿岩、水力提升、无轨采矿设备和某种通风循环的综合开采系统；为凿岩爆破适应大规模分段崩落法和空场采矿法要求，英格索-兰德公司推出了装配有水力潜孔冲击式凿岩机的自动遥控钻机。国外地下开采矿业发达国家为提高开采强度、加强安全生产、降低成本，采用大结构参数、先进开采设备及长锚索支护等综合技术措施取得了较好效果，大幅度地提高了采矿生产能力，并充分地回收了有用矿物。 一、国内外采矿技术发展趋势 2.国内采矿技术发展趋势 我国地下开采铁矿石产量日益增多已占25~30%，且开采深度和难度也在逐渐增大，如大水矿体、深部地压、矿岩破碎、岩爆、富水高温等技术难题，特别是在环保和安全的压力下，地下开采中“能空则不崩、能崩则不充”的理念，已发生了变化，使用充填法的铁矿山也在逐渐增多。另外 连续开采技术、自动化开采技术乃至智能开采技术也在矿山得到应用。 一、国内外采矿技术发展趋势 2.国内采矿技术发展趋势 随着地下矿山开采规模的不断扩大，开采深度的不断增加，会带来一系列的技术难题。连续开采技术工艺、自动化开采技术乃至智能开采技术是解决这些难题的有效途径之一。它可以改善井下工人的作业环境和工作条件；可以实现矿山机械化连续作业，提高采场的综合生产能力；可以缩短采场的回采周期，有利于深部地压的控制和管理；可以实现大规模、高强度的集中强化开采，降低矿石的开采成本，提高开采的经济效益等等。因此，连续开采、自动化开采乃至智能开采技术具有明显的技术经济优势。连续开采、自动化开采乃至智能开采技术已成为当今世界各国研究的热点和焦点问题。它们在21世纪矿山向开采深部化、规模大型化、设备机械化、操作自动化、生产连续化、管理现代化方向发展具有重大意义。 一、国内外采矿技术发展趋势 2.国内采矿技术发展趋势 金属矿山地下连续开采是指在矿体、阶段或矿块的回采过程中，穿孔、落矿、出矿、运矿、运输和提升等全工艺过程或部分工艺环节的不间断连续平行作业。自动化开采则是在机械化的前提下，进行自动控制，而智能开采则是在自动化开采的基础上，加入了人工智能，它能根据开采对象和开采条件，采用更节能、更合理的参数和最优对策，在不同的空间平行作业，由此组成高效率的采矿机械化连续作业系统。 目前，冬瓜山铜矿进行了地下连续开采技术和工艺的研究，自动化开采和智能开采技术也在穿孔等环节得到应用。 二、采矿新技术 1.地压监测—微震监测系统 微震监测技术作为一种先进的和行之有效的地压监测手段，在国外的深井矿山和高地应力矿山的地压安全监测中得到了广泛的应用，已成为深部地压研究和地压管理的一个基本手段，如南非约翰内斯堡地区的深井金矿区、加拿大安大略省萨德伯里盆地的金属矿区、美国爱达荷州北部的科达伦多金属矿区和澳大利亚西部的金矿开采区的深井矿山和高应力矿山都普遍采用了微震监测技术来监测深部矿床开采地压问题。我国凡口铅锌矿在深部开采过程中引进我国矿山行业第一套多通道、全数字型微震监测系统，对深井地压实施监测。 二、采矿新技术 1.地压监测—微震监测系统 二、采矿新技术 1.地压监测—微震监测系统 微震监测技术在矿山的应用方向 岩爆的监测。岩爆常常与高应力条件下采矿或深部采矿有关， 矿柱、采场稳定性的监测。 地下开挖影响范围、矿岩崩落高度及范围监测。 边坡稳定性的监测。 其他监测应用。微震监测技术还可用于隐伏断层的活化过程监测、坝体稳定性监测、地下隧道稳定性监测等等。 二、采矿新技术 2.尾砂充填采空区 井下矿床开采必然形成采空区，而采空区的形成，使周边一定范围的岩体应力重新分布，导致岩石变形、破坏和移动，成为生产的安全隐患。为了减少岩石和地表移动幅度，减慢其移动的发生和发展，防止大面积的地压活动，必须对采空区进行处理。 采